Thema: Energiebereitstellung (beim Walking)

Transkript

1 Fortbildungsveranstaltung am IfSS der Universität Karlsruhe (TH) Trainingslehre im Neigungsfach Sport Datum: Thema: Energiebereitstellung (beim Walking)

2 Faktoren sportlicher Leistung Schnabel (1997)

3 Systematisierung motorischer Fähigkeiten Bös (2004)

4 Ausdauer Systematisierung (nach Hollmann & Hettinger 2000) Ausdauer lokale Ausdauer allgemeine Ausdauer anaerob aerob anaerob aerob statisch dynamisch statisch dynamisch statisch dynamisch statisch dynamisch Kraft- und Schnelligkeits- Ausdauer KZA: 25 s-2 min MZA: 2-10 min LZAI:10-35 min LZAII: min LZAIII: min morphologischer, biochemischer, biophysikalischer Aspekt

5 Aufbau und Rolle des ATP Grundbaustein für jede menschliche Bewegung einzige Energieform, die von der Zelle genutzt werden kann Dickhuth (2000)

6 Aufbau und Rolle des ATP ATP wird beim Kontraktionsvorgang in ADP und P i gespalten, dabei wird Energie frei Vorrat an ATP in der Muskelzelle reicht nur für 1 bis 2 sec jede Muskelzelle muss ATP resynthetisieren ATP kann nur durch Energiezufuhr synthetisiert werden Klinke & Silbernagl (2000)

7 Energieliefernde Prozesse zur ATP-Synthese (Übersicht) 1. Spaltung energiereicher Phosphate (KP, ADP) anaerob-alaktazide Energiegewinnung (Sofortreserve) Dauer: 4-6 sec (bis 10 sec) Enzym: Creatin-Phosphokinase (CPK) 2. Energie aus Kohlenhydraten a) anaerob-laktazide Energiegewinnung (Glykolyse) Dauer: bis 60 sec Enzym: Phosphofructokinase (PFK) b) aerob-alaktazide Energiegewinnung Dauer: bis 90 min Enzym: Citratsynthetase (CS) 3. Energie aus Fetten aerob-alaktazide Energiegewinnung Dauer: unendlich Enzym: Cholesterin-Alkyl-transferase (CAT) Badtke (1999) (4. Energie aus Proteinen) nur in Notsituationen (Krankheiten, Hunger, Übertraining)

8 Spaltung energiereicher Phosphate (KP, ADP) anaerob-alaktazide Energiegewinnung (Sofortreserve) Dauer: 4-6 sec (bis 10 sec) Enzym: Creatin-Phosphokinase (CPK) Blum & Friedmann (1991)

9 Energie aus Kohlenhydraten (anaerob) Glykolyse anaerob-laktazide Energiegewinnung Dauer: bis 60 sec Enzym: Phosphofructokinase (PFK) Ort: Zytoplasma Energiebilanz: 2 ATP (pro mol Glucose) Badtke (1999)

10 Energie aus Kohlenhydraten (aerob) Glykolyse + Citratzyklus (+ Atmungskette) aerob-alaktazide Energiegewinnung Dauer: bis 90 min Enzym: Citratsynthetase (CS) Ort: Mitochondrium Energiebilanz: 2 ATP (Glykolyse) + 2 ATP (Citratzyklus) + 34 ATP (Atmungskette) 38 ATP (pro mol Glucose) Badtke (1999)

11 Energie aus Kohlenhydraten (aerob) (Glykolyse +) Citratzyklus + Atmungskette

12 Energie aus Fetten aerob-alaktazide Energiegewinnung Dauer: unendlich Enzym: Cholesterin-Alkyl-transferase (CAT) Energiegehalt: 1 g Fett 505 mmol ATP 1 g KH 211 mmol ATP Badtke (1999)

13 Energieflussraten und Speichergröße ATP-Bildungsrate

14 Energiebereitstellung bei maximaler Belastung in Abhängigkeit der Belastungszeit Keul/Haralambie (1972)

15 Energiebereitstellung bei unterschiedlicher Intensität Badtke (1999)

16 Energiestoffwechsel in Abhängigkeit von der Anforderung Messgröße SA KZA MZA LZA (1) LZA (2) LZA (3) Dauer sec min Herzschlagfrequenz (1/min) O 2 -Aufnahme % VO 2 max Energiewandlung % aerob % anaerob Energieverbrauch kj/min Abbauweg (anaerob) % alactazid % lactazid Abbauweg (aerob) % KH % Fette bis 80 bis Energieliefernde Substrate Phosph. KH KH KH KH KH (Fett) (KH) Fett nach Neumann (1984)

17 Weltrekorde unterschiedlicher Laufdisziplinen (Stand 04/2005) Strecke 100m 200m 400m 800m 1000m 1500m 3000m 5000m 10000m Zeit (Weltrekordhalter) 9,86 sec (Tim Montgomery) 19,32 sec (Michael Johnson) 43,18 sec (Michael Johnson) 1:41,11 min (Wilson Kipketer) 2:11,96 min (Noah Ngeny) 3:26,00 min (Hicham El Guerrouj) 7:20,67 min (Daniel Komen) 12:37,35 min (Kenenisa Bekele) 26:20,31min (Kenenisa Bekele) m 58:51 min (Paul Tergat) m 2:04:55 (Paul Tergat)

18 Laktatleistungskurve Anaerobe Schwelle Aerob-anaerober Übergang Aerobe Schwelle < 2 mmol/l Ext. GLA Regeneration Fett (+KH) 2-3 mmol/l Int. GLA Stabilis. KH >Fett 3-5 mmol/l Entw.-B. Entwickl. KH >5 mmol/l Spitzenb. Laktattol. KH

19 Ausdauerleistungsfähigkeit Messgrößen (Auswahl) Geschwindigkeit an der anaeroben Schwelle Maximale Sauerstoffaufnahme (VO 2 max) Respiratorischer Quotient (RQ) bei definierter Belastung

20 Maximale Sauerstoffaufnahme (VO 2 max) VO 2 max Basismessgröße in der Sportmedizin VO 2 max abhängig von Sauerstoffaufnahme / äußere Atmung (Ventilation, Diffusionskapazität) Sauerstofftransport (HKS, Kapillarisierung, Hämoglobin, Blutvolumen) Sauerstoffverbrauch (Mitochondrien, Enzyme, Faserspektrum usw.)

21 Maximale Sauerstoffaufnahme (VO 2 max) Hollmann & Hettinger (2000) Normwerte (3. Lebensdekade) absolut (l/min) Männer relativ (ml/min/kg) absolut (l/min) Frauen relativ (ml/min/kg) Untrainierte 3,3 ± 0,2 40 2,0 ± 0,2 35 Leistungssportler 6,0 80 3,5 65

22 Respiratorischer Quotient (RQ) RQ = CO2 Abgabe O2 Aufnahme Erlaubt Aussagen über aktuelle Stoffwechselsituation RQ = 0,7 RQ = 1 RQ = 0,85 RQ >1 reine Fettsäure-Oxidation reine Glukose-Oxidation (C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + Energie) gemischtes Verhältnis von 50% KH zu 50% Fett Belastung im Bereich der Ausbelastung / Nachbelastungsphase

23 Respiratorischer Quotient (RQ) Training RQ bei gleicher (submaximaler) Belastung geringer

24 Energiestoffwechsel beim Walking Laktatkonzentration in mmol/l (MW ± SD) bei verschiedenen Intensitäten und verschiedenen Streckenprofilen Max. 2 km-w-t (n=33) Submax. 2 km W-T (n=30) Ebene 4,59 ± 1,91 2,45 ± 0,83 25 HM 5,27 ± 2,21 2,23 ± 0,69 50 HM 7,82 ± 2,17 2,63 ± 0,99 Walking-Zeiten (MW ± SD) bei verschiedenen Intensitäten und verschiedenen Streckenprofilen Max. 2 km-w-t (n=33) Submax. 2 km W-T (n=30) Ebene 16,52 ± 1,49 18,03 ± 1,60 25 HM 16,18 ± 1,43 18,71 ± 1,70 50 HM 15,13 ± 1,38 17,66 ± 2,33